搭载激光投影技术的虚拟模板如何简化焊接组件和制造

Virtual Templating in Action

凭借 FARO® TracerSI 激光投影仪,公司可以加快流程,尽量减少模板和工具的使用,消除人为错误并提高生产质量

使用人工方法或物理模板的主要风险

FARO TracerSI 激光投影仪是一种虚拟的模板、定位和过程中验证解决方案,非常适合简化焊接过程并提高生产量。该系统有助于避免在部署物理模板或采用人工测量方法时经常发生的错误。

对于基本的焊接工作,公司通常依靠蓝图、工具和卷尺来构建和焊接部件。但是,当使用不可靠的常规工具时,很容易出错,并且最终会导致部件松动,这既昂贵又费时。将部件焊接到错误的位置可能需要 2 分钟,但是研磨焊缝并使其松动可能需要 10 到 30 分钟(时间长 5 到 15 倍)。有时,甚至无法做到这一点,因此,除了进行昂贵的返工外,还可能导致成本更高的报废事件。

大批量、复杂的焊接项目很有可能出现错误:部件位于错误的位置或侧面,或者对称的部件因孔偏移而向后焊接等。另外,当使用人工方法和物理模板时,只能在装配过程完成之后再进行全面检查,完成焊接后才发现错误为时已晚;使用传统工具,不是了解某件东西是否正确焊接的有效方法。

所有这些因素都会导致额外的工作(返工)、成本(新材料、工作时间和废品),当然就会导致生产力下降。返工会“扼杀”任何前进的动力。

使用 FARO TracerSI 激光投影仪进行焊接

FARO TracerSI 搭配 BuildIT 投影仪软件使用,是以有效和高效的方式处理焊接项目的理想工具。

TracerSI 可以将激光线准确地投射到表面或物体上,从而提供虚拟模板方便操作员和装配人员快速、精确且充满信心地定位部件。激光模板是使用三维 CAD 数据来创建的,该模型能够让系统直观地投射部件、制品或感兴趣部位的激光轮廓。结果是一种有效、准确的解决方案,可进行导引型校准和装配。

TracerSI 提供了卓越的定位准确性,可以在 1.8 – 15.2m 范围内准确且高度可重复地放置组件项目或焊件。

FARO TracerSI 的功能

得益于其在整个投影范围内的高分辨率图像扫描功能,TracerSI 激光投影仪导引型焊接项目的设置更加快捷、容易:TracerSI 是此类解决方案中首个完全支持基于特征的免提校准的解决方案。这使得操作员可以直接对齐部件上的孔或角,无需额外的摄像机、设置或目标。这种基于特征的无目标校准非常有用,特别是对于具有大型和复杂组件的焊接项目。


FARO TracerSI 激光投影仪有顺序地指导操作员执行从头到尾的每一步,展示每个部件或组件,甚至焊缝的放置位置,从而节省额外时间和精力。他们可以精确地放置部件,使其正确(在线上)焊接,同时正确对齐,第一次尝试便可轻松准确焊接部件需要的位置。

 Virtual Templating Positioning and Assembly

三维激光投影是通过将单个激光束引导到三维轮廓曲面上进行装配而实现的。

Verification Screenshot

BuildIT 投影仪是一种现代直观的软件解决方案,用于计划、生成和运行 FARO Tracer 工作流程。

部件焊接完毕后,就可以放心地移至下一个部件:FARO BuildIT Projector 软件将指导操作员完成整个装配过程。正确排序焊接项目的能力特别重要,因为它可以使操作员能够最大程度地减少焊接装配中可能出现的扭曲和变形问题。

激光投影仪不仅可以进行正确的校准,还可以显示待焊接部件特定特征(例如孔)的正确位置。这样,用户可以投影加工部件的特征,以确保将孔以正确的直径和方向显示在正确的位置,从而消除了员工在错误位置上进行焊接的风险。

优点

应用激光投影和虚拟模板技术,并使用 FARO Tracer 激光投影仪导引型协助,可使公司大大减少制造返工并提高生产量。

首先,Tracer 使用 CAD 文件提供虚拟模板解决方案,从而消除了对人工工具和物理模板的需求:尽管诸如卷尺之类的人工工具很容易产生错误,但制造商也可以减少与设计、构建、使用和维护大型、较重模板(也需要大量存储空间)所需的时间和费用。

特别是在复杂的焊接项目中,Tracer 系统节省了大量时间:例如,一个框架最多可以焊接数十多个“小零件”,并且每个单独的部件都需要专门的人工测量/校准(例如,使用粉笔),而 Tracer 只需几分钟即可完成设置并启动投影。在许多情况下,当使用传统工具放置部件时,测量过程会比实际焊接花费更多时间。
激光投影仪系统的准确性和可重复性提高了整体质量,从而大大降低了人为错误和装配过程中报废的风险。因为操作员由虚拟模板逐步进行指导,所以可在焊接过程中,而不是在焊接工作完成之后才有质量保证。

此外,TracerSI 支持过程中验证 (IPV),可供制造商检测特征是否存在,评估布局和对齐方式。IPV 可以在整个焊接和装配过程中的各个位置执行。如果部件放置不正确,IPV 可以识别出问题,以便焊工可以采取适当的纠正措施,以免投入过多精力生产可能有缺陷的组件。TracerSI 也可以执行外物碎片 (FOD) 探测。此为两项附加功能,可通过主动发现不合格项,采取实时纠正措施并避免昂贵的报废/返工,从而显著提高焊接项目的效率。

使用 Tracer 的另一个优势是,在工程变更的情况下,公司只需将新的 CAD 数据加载到 BuildIT 投影仪软件中:无需数天的物理模板返工和成本,只需一小时时间将新模型加载到项目中。对于进行大量定制或“一次性”制造的制造商而言,这尤其有利。

最后,对员工进行人工方法培训(包括蓝图、卷尺或粉笔),并正确使用物理模板将部件设置在正确的位置进行焊接,可能会带来持续的挑战。另一方面,FARO Tracer 激光投影仪非常简单易懂,易于使用。该软件的用户友好界面最大程度地减少了操作所需的时间和专业知识,从而消除了对高技能工人和昂贵培训的需求。Tracer 系统允许所有操作员以相同的级别和速度布局和装配其工作包,无需系统猜测。操作员只需遵循顺序投影即可。

得益于所有这些特性,制造商增强了能够按时高效完成其焊接项目的信心:有了 FARO TracerSI,焊接和装配过程大大加快,同时部件可以按设计进行焊接。

总结

FARO TracerSI 激光投影仪在焊接项目过程中为操作人员提供帮助,从而避免了可能导致昂贵返工和浪费时间的错误。该系统确保操作员只需按照正确的顺序进行部件校准、焊接和装配,从而充分利用时间。精确激光投影和成像扫描的组合为可重复激光导引式装配建立了新的行业标准。

使用模板的 FARO TracerSI 激光投影仪解决方案可使焊工花费更少的时间进行测量,花费更少的时间返工(或报废),而将更多的时间花费在进行焊接所需的工作上。

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